CN217485538U - 一种卷绕式电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种卷绕式电芯，包括正极片，具有正集流体和涂覆在其表面上的正极涂层；负极片，具有负集流体和涂覆在其表面上的负极涂层；正集流体表面设置有未涂覆正极涂层的正极空箔区，用于与正极极耳焊接；负集流体表面设置有未涂覆负极涂层的负极空箔区，用于与负极极耳焊接，正极涂层表面设置有若干第一涂层减薄区，负极涂层表面设置有若干第二涂层减薄区；在卷绕式电芯纵向方向上，正极空箔区上下正对第一涂层减薄区、第二涂层减薄区；负极空箔区上下正对第一涂层减薄区、第二涂层减薄区。通过减小电芯纵向方向上极耳对应极片上的涂层厚度，进而减小卷绕后极耳处极片叠加的总厚度，消弭了卷绕式电芯的厚度在正极耳和负极耳处偏大的问题。

Description

一种卷绕式电芯

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种卷绕式电芯。

背景技术

卷绕式结构的电芯会在正极片和负极片上焊接金属片作为延长的极耳，焊接了正负极极耳后，电芯极耳处的厚度相比于没有焊接极耳的区域，产生了厚度差。厚度差在后续的化成工艺时候会导致电芯表面受力不均匀，其中一种影响是导致SEI不均匀，产品性能受到影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种卷绕式电芯，来解决卷绕式电芯在焊接极耳后，极耳焊接区域相对非焊接区域产生厚度差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供了一种卷绕式电芯，包括正极片、负极片及隔离膜；其中，

正极片具有正集流体和涂覆在正集流体表面上的正极涂层；

负极片具有负集流体和涂覆在负集流体表面上的负极涂层；

隔离膜，设置在正极片和负极片之间；

正极片在卷绕起始端，其正集流体表面设置有未涂覆正极涂层的正极空箔区，所述正极空箔区焊接有正极极耳；

负极片在卷绕起始端，其负集流体表面设置有未涂覆负极涂层的负极空箔区，所述负极空箔区焊接有负极极耳；

所述正极涂层表面沿正集流体长度方向等间距设置有若干第一涂层减薄区，所述负极涂层表面沿负集流体长度方向等间距设置有若干第二涂层减薄区；

在卷绕式电芯纵向方向上，正极空箔区上下正对第一涂层减薄区和第二涂层减薄区；负极空箔区上下正对第一涂层减薄区和第二涂层减薄区。

在上述技术方案的基础上，优选的，在卷绕式电芯长度方向，正极空箔区与负极空箔区相对于卷绕式电芯中心纵向方向对称。

进一步，优选的，所述正极空箔区及负极空箔区位于卷绕式电芯宽度方向一侧。

更进一步，优选的，所述正极空箔区面积与正极极耳焊接区域相适配，所述负极空箔区面积与负极极耳焊接区域相适配，且正极空箔区面积与负极空箔区面积相等。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一涂层减薄区设置在正集流体一面或两面所在的正极涂层表面，所述第二涂层减薄区设置在负集流体一面或两面所在的正极涂层表面。

进一步，优选的，所述第一涂层减薄区、第二涂层减薄区、正极空箔区及负极空箔区面积相等。

更进一步，优选的，所述正极空箔区在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区和第二涂层减薄区厚度总和与正极极耳厚度相等，负极空箔区在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区和第二涂层减薄区厚度总和与负极极耳厚度相等。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

本实用新型公开的卷绕式电芯，通过减小电芯纵向方向上极耳对应极片上的涂层厚度，进而减小卷绕后极耳处极片叠加的总厚度，消弭了现有卷绕结构电芯的厚度在正极耳和负极耳处偏大的问题，为电芯在后续的制成过程中，特别是化成工艺，更高的厚度一致性大大提升了电芯的性能一致性，减小了化成厚度导致的压力不均匀，在电芯循环后期变形的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的卷绕式电芯的平面结构示意图；

图2为本实用新型公开的正极片及负极片主视图；

图3为本实用新型公开的正极片及负极片俯视图；

附图标识：

1、正极片；2、负极片；3、隔离膜；11、正集流体；12、正极涂层；21、负集流体；22、负极涂层；111、正极空箔区；211、负极空箔区；121、第一涂层减薄区；221、第二涂层减薄区；4、正极极耳；5、负极极耳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2-3，本实用新型实施例公开了一种卷绕式电芯，包括正极片1、负极片2及隔离膜3。

其中正极片1包括正集流体11和正极涂层12，正集流体11为铜箔或铝箔，正极涂层12涂覆在正集流体11两个表面，正极涂层12可选自钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂中的一种或多种。

负极片2包括负集流体21和负极涂层22，负集流体21为铜箔或铝箔，负极涂层22涂覆在负集流体21两个表面，负极涂层22可石墨、天然石墨、无定形碳、硬炭中的一种或多种。

隔离膜3，设置在正极片1和负极片2之间；隔离膜3的材质可为聚丙烯或聚乙烯。

正极片1在卷绕起始端，其正集流体11表面设置有未涂覆正极涂层12的正极空箔区111，该正极空箔区111底面为箔材，周围是正极涂层12，正极空箔区111焊接有正极极耳4，正极极耳4至少一部分焊接在正极空箔区111。

负极片2在卷绕起始端，其负集流体21表面设置有未涂覆负极涂层22的负极空箔区211，该负极空箔区211底面为箔材，周围是负极涂层22，负极空箔区211焊接有负极极耳5，负极空箔区211焊接有负极极耳5，负极极耳5至少一部分焊接在负极空箔区211。

由于正极涂层12和负极涂层22厚度通常为200um～300um，而正极极耳4或负极极耳5的厚度通常为1000um～2000um，在卷绕形成电芯后，正极极耳4和负极极耳5在电芯纵向方向会出现厚度凸起现象，极耳区域和电芯其他区域存在厚度差，这会导致在后续的化成工艺时候电芯表面受力不均匀，影响电池性能。

因此，本实施例为了解决正极极耳4和负极极耳5在电池卷绕后出现的厚度差问题，采用了如下技术方案:

具体的，本实施例在正极涂层12表面沿正集流体11长度方向等间距设置有若干第一涂层减薄区121，负极涂层22表面沿负集流体21长度方向等间距设置有若干第二涂层减薄区221；根据正极空箔区111的面积大小在正极涂层12上形成一个凹陷区域，该凹陷区域则为第一涂层减薄区121；根据负极空箔区211的面积大小在负极涂层22上形成一个凹陷区域，该凹陷区域则为第二涂层减薄区221，第一涂层减薄区121的厚度小于正极涂层12的厚度，第二涂层减薄区221的厚度小于负极涂层22的厚度，由此不影响电芯过流能力，减少电芯能量密度的损失。

在卷绕式电芯纵向方向上，正极空箔区111上下对应正对第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221，负极空箔区211上下正对第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221。

由此设置，通过在正极涂层12上设置第一涂层减薄区121，负极涂层22上设置第二涂层减薄区221，可以减小电芯纵向方向上极耳对应极片上的涂层厚度，进而减小卷绕后极耳处极片叠加的总厚度，消弭了现有卷绕结构电芯的厚度在正极耳和负极耳处偏大的问题，为电芯在后续的制成过程中，特别是化成工艺，更高的厚度一致性大大提升了电芯的性能一致性，减小了化成厚度导致的压力不均匀，在电芯循环后期变形的风险。

作为一些实施例而言，在卷绕式电芯长度方向，正极空箔区111与负极空箔区211相对于卷绕式电芯中心纵向方向对称。由此设置，方便在正极极片的正极涂层12上等间距设置第一涂层减薄区121，以及在负极极片的负极涂层22上等间距设置第二涂层减薄区221，同时可以保证卷绕后，正极空箔区111在纵向方向可以精准的对应到第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221，负极空箔区211在纵向方向可以精准的对应到第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221，减少卷绕后导致第一涂层减薄区121及第二涂层减薄区221与正极空箔区111或负极空箔区211错位。

作为优选，正极空箔区111及负极空箔区211位于卷绕式电芯宽度方向一侧，由此方便将正极极耳4和负极极耳5焊接到电芯的同一侧。

优选的，正极空箔区111面积与正极极耳4焊接区域相适配，负极空箔区211面积与负极极耳5焊接区域相适配，且正极空箔区111面积与负极空箔区211面积相等。由此设置，使的正极极耳4的焊接部分刚好放置到正极空箔区111，负极极耳5的焊接部分刚好放置到负极空箔区211，从而保证正极极耳4在正极极片上焊接牢固，正极极耳4在正极极片上焊接牢固，同时除正极空箔区111及负极空箔区211以外的部分均涂覆有涂层，提高极片与极片之间过流能力。

作为一些较佳实施方式，第一涂层减薄区121设置在正集流体11一面或两面所在的正极涂层12表面，第二涂层减薄区221设置在负集流体21一面或两面所在的正极涂层12表面。第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221可以设置在正集流体11及负集流体21的同一面，也可以相对设置。如第一涂层减薄区121设置在正集流体11正面，第二涂层减薄区221设置在负集流体21背面。或者第一涂层减薄区121设置在正集流体11正面，第二涂层减薄区221设置在负集流体21背面。

在本实施例中，第一涂层减薄区121、第二涂层减薄区221、正极空箔区111及负极空箔区211面积相等。由此设置，在卷绕后极耳处在纵向方向上，通过涂层减薄面积相等，使得叠加后，极耳焊接部分面积与减薄区面积相等，极耳刚好可以填补到空缺处，进而消弭了现有卷绕结构电芯的厚度在正极耳和负极耳处偏大的问题。

优选的，正极空箔区111在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221厚度总和与正极极耳4厚度相等，负极空箔区211在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区121和第二涂层减薄区221厚度总和与负极极耳5厚度相等。由此使得，极片叠加后，极耳焊接部分厚度与所有减薄区总厚度相等，极耳刚好可以填补到空缺处，进而消弭了现有卷绕结构电芯的厚度在正极耳和负极耳处偏大的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种卷绕式电芯，包括正极片(1)、负极片(2)及隔离膜(3)；其中，

正极片(1)具有正集流体(11)和涂覆在正集流体(11)表面上的正极涂层(12)；

负极片(2)具有负集流体(21)和涂覆在负集流体(21)表面上的负极涂层(22)；

隔离膜(3)，设置在正极片(1)和负极片(2)之间；

正极片(1)在卷绕起始端，其正集流体(11)表面设置有未涂覆正极涂层(12)的正极空箔区(111)，所述正极空箔区(111)焊接有正极极耳(4)；

负极片(2)在卷绕起始端，其负集流体(21)表面设置有未涂覆负极涂层(22)的负极空箔区(211)，所述负极空箔区(211)焊接有负极极耳(5)；

其特征在于，所述正极涂层(12)表面沿正集流体(11)长度方向等间距设置有若干第一涂层减薄区(121)，所述负极涂层(22)表面沿负集流体(21)长度方向等间距设置有若干第二涂层减薄区(221)；

在卷绕式电芯纵向方向上，正极空箔区(111)上下正对第一涂层减薄区(121)和第二涂层减薄区(221)，负极空箔区(211)上下正对第一涂层减薄区(121)和第二涂层减薄区(221)。

2.如权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于：在卷绕式电芯长度方向，正极空箔区(111)与负极空箔区(211)相对于卷绕式电芯中心纵向方向对称。

3.如权利要求2所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述正极空箔区(111)及负极空箔区(211)位于卷绕式电芯宽度方向一侧。

4.如权利要求3所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述正极空箔区(111)面积与正极极耳(4)焊接区域相适配，所述负极空箔区(211)面积与负极极耳(5)焊接区域相适配，且正极空箔区(111)面积与负极空箔区(211)面积相等。

5.如权利要求3所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述第一涂层减薄区(121)设置在正集流体(11)一面或两面所在的正极涂层(12)表面，所述第二涂层减薄区(221)设置在负集流体(21)一面或两面所在的正极涂层(12)表面。

6.如权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述第一涂层减薄区(121)、第二涂层减薄区(221)、正极空箔区(111)及负极空箔区(211)面积相等。

7.如权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于：所述正极空箔区(111)在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区(121)和第二涂层减薄区(221)厚度总和与正极极耳(4)厚度相等，负极空箔区(211)在卷绕式电池纵向方向正对的所有第一涂层减薄区(121)和第二涂层减薄区(221)厚度总和与负极极耳(5)厚度相等。

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